[发明专利]基于气氧和气氢工质的液氧煤油发动机推进剂组合增压系统

说明书

为了解决现有液氧煤油发动机基于高压氦增压系统价格昂贵、增压工质地面携带且用量大的问题，本发明提供了一种基于气氧和气氢工质的液氧煤油发动机推进剂组合增压系统，包括液氧贮箱、煤油贮箱、用于给煤油贮箱增压的气氢增压单元和用于给液氧贮箱增压的气氧增压单元；气氧增压单元包括依次设置的电动增压泵、气氧燃气发生器、除水装置、节流阀组、高压气氧贮箱、第三开关阀和第二减压阀；所述第二减压阀的出口接所述液氧贮箱的增压气入口；气氧燃气发生器的液氧入口接电动增压泵的出口，煤油入口通过第四开关阀接煤油贮箱的出口。本发明采用高压气氢代替氦对煤油贮箱进行增压，采用高压气氧对液氧贮箱进行增压，显著降低了成本。

技术领域

本发明涉及一种液体火箭发动机增压系统，具体涉及一种基于气氧和气氢工质的液氧煤油发动机推进剂组合增压系统。

背景技术

随着液体动力技术水平的提高，低温推进剂也将逐步应用于月球登陆、火星探测等空间长期在轨飞行器的动力系统中，现有的基于液氧和煤油工质的低温发动机增压系统大多采用高压氦对推进剂进行增压，但我国是贫氦国，氦作为不可再生资源，目前主要依赖进口，价格昂贵。

发明内容

为了解决现有液氧煤油发动机基于高压氦增压系统价格昂贵、增压工质地面携带且用量大的技术问题的技术问题，本发明提供了一种基于气氧和气氢工质的液氧煤油发动机推进剂组合增压系统。

本发明的技术解决方案是：

一种基于气氧和气氢工质的液氧煤油发动机推进剂组合增压系统，其特殊之处在于：包括液氧贮箱、煤油贮箱、用于给煤油贮箱增压的气氢增压单元和用于给液氧贮箱增压的气氧增压单元；

所述气氢增压单元包括气氢贮箱以及沿气氢流向依次设置的第一开关阀、第一减压阀和多级单向阀组；所述多级单向阀组的出口接所述煤油贮箱的增压气入口；所述煤油贮箱的出口接发动机的煤油入口；

所述液氧贮箱的出口分为两路，一路接发动机的液氧入口，另一路接所述气氧增压单元；

所述气氧增压单元包括依次设置的电动增压泵、气氧燃气发生器、除水装置、节流阀组、高压气氧贮箱、第三开关阀和第二减压阀；所述第二减压阀的出口接所述液氧贮箱的增压气入口；

所述气氧燃气发生器的液氧入口接所述电动增压泵的出口，气氧燃气发生器的煤油入口通过第四开关阀接所述煤油贮箱的出口。

进一步地，所述气氢增压单元还包括设置在多级单向阀组和煤油贮箱之间的第二开关阀，以进一步确保煤油贮箱的增压压力满足要求。

进一步地，所述多级单向阀组包括两组并联的单向阀组单元，每组所述单向阀组单元均包括两个串联的第一单向阀。

进一步地，所述除水装置为离心式除水器。

进一步地，所述节流阀组包括依次串联设置的节流阀和多个第二单向阀。

进一步地，所述第一开关阀和所述第三开关阀均为电爆阀。

进一步地，所述第四开关阀为球阀。

本发明相比现有技术的有益效果是：

1、本发明采用高压气氢代替氦对煤油贮箱进行增压，采用高压气氧对液氧贮箱进行增压，显著降低了成本，并且气氢密度小、为可再生资源且增压能力强，提高了增压系统的性能。

2、本发明采用气氧燃气发生器将来自液氧贮箱的液氧和来自煤油贮箱的煤油燃烧，生成高压高富氧燃气对液氧贮箱增压，增压气源源于自身的液氧贮箱，节省了氦气；液氧贮箱泄露的气氧也用于自身增压，简化了动力系统的结构并且提高了增压系统的性能。

3、本发明设有独立的高压气氧贮箱，地面起飞时，高压气氧贮箱为空置状态，采用小型化电动增压泵将动力系统非工作阶段蒸发的气氧加压贮存在气氧贮箱中，有效提高了推进剂的利用率。

附图说明